(9) imagePRESS C7000 における高速、高画質化技術

太田光弘
キヤノン株式会社

取手事業所

映像事務機デバイス開発センター
映像事務機デバイス７６設計室長

１

はじめに

これまで、POD 市場には、電子写真方式の強みを生かし、様々なプリントシステムが提供されている。しかしながら、電子写真とオフセット印刷では，材料と画像形成プロセスが異なるため，画像品質を同一にすることは困難であった。その差を縮めるべく、キヤノン
は POD 市 場 向 け プ リ ン ト シ ス テ ム ： imagePRESS

Fig.1 imagePRESS C7000VPC7000VP を、2007 年 5 月に発売し、従来の電子写真技術では達成困難だった技術的課題を克服することを2.2コンセプト可能にした。ここでは，電子写真とオフセット印刷のimagePRESS C7000VP のコンセプトは、①POD 市場間で，質感で顕著な差があった画像性（特に光沢特性）への本格参入②CLC5000 シリーズの市場後継を達成

及び、生産性にスポットを当て、imagePRESS C7000VPするために、従来の電子写真方式の弱みを克服し、強の対応技術を紹介する。なお本 imagePRESS C7000VPみを強化・維持するシステムを開発することである。

は、第５０回２００７年十大新製品賞の増田賞を受賞した。（日刊工業新聞）

一般的に言われる、オフセット印刷に対する電子写真方式の弱み、強みの例を Table.2 に示す。
ここでは、これらの電子写真方式の弱みを克服する搭

２imagePRESS C7000VP のコンセプト載技術を紹介する。

2.1 概要Table.2

2.1.1 主要性能

the conventional EP.

Table.1 に製品の主な仕様を示す。
Table.1 specifications of imagePRESS C7000VP
Item
specification
Type
Console typeTechnology
Laser Electrostatic Transfer system
Resolution
1200dpi×1200dpi
Halftones
256steps
Photo receptor
OPC(Organic Photo Conductor)Development
Two component development system
Intermediate transfer body Elastic belt
Fuser
Heat roller & heat belt system
70ppm
Print speed（A4 64〜300g/cm2）
Paper size
A5〜330.2×487.7mm（13×19.2inch）
Maximum print area
323×482.7mm
Paper thickness
64〜300g/m2
Dimensions（W×D×H）
2,586×1,135×1,475mm(engine part）

examplesof weakness and strength at

Weaknesses

Strengths

Image quality

On demand printing

Reliability

Variable data printing

Productivity
Media handling3

高画質・高安定3.1

エンジン断面

Fig.2 に示す。E ドラム（Excellent Drum）を中心
2.1.1 エンジン概観に、帯電装置、現像装置、クリーニング装置等を配置

Fig.1 に imagePRESS C7000VP の概観を示す。

している。

-1-Fig.5 に V トナーを用いた紙上文字画像を示す。平

帯電装置：コロナ帯電
現像装置：ツインスリーブ縦攪拌、大容量化

均粒径 7.2μｍのトナーを用いた従来の自社機に比較

クリーニング装置：ゴムブレード・クリーニング方

して文字再現性が向上し、オフセット印刷に迫るレベ式

ルまで達していることがわかる。
Charging device

CLC-1150

IPR-C7000VP

Offset Print

E drumCleaning device
Development device
Fig.2

3.2

Fig.5 Comparison of character image quality.(5P-character)

Section of full color C7000VP marking engine.

E ドラム（Excellent Drum）

Fig.3 に、本カラ−複写機に使用した、Ｅドラムを示す。このＥドラムは、従来の OPC ドラム表面に新開3.4

T キャリア（Tough carrier）発のコート層を設けている。これにより、表面が硬くキャリアは平均粒径 35μｍの磁性粒子分散型の樹脂磨耗しにくくなり、大幅に寿命を伸ばすことが可能にキャリア［T キャリア］を採用した（Fig.6）。キャリなった。

アの磁化量を従来比約 3/4（対フェライトキャリア）にすることにより、現像時に現像スリーブ上の磁気穂により発生する画像ノイズが低減し、がさつき（粒状感）が軽減される。
Conventional

T carrier（imagePRESS C7000VP）
resin coating
resin coating

Fig.3 Excellent drumcore of ferrite

3.3

V トナー（Vivid color toner）

magneticparticles
binding resin

平均粒径 5.5µm で、ワックスを微細に分散した粉砕トナー［V トナー］を採用し、オフセット印刷に迫る高い文字再現、色再現及び多様なメディアに応じた最適な光沢感とを実現した。
Fig.6 Illustrations and SEM photographs of carriers.

3.5 現像システム＜ツインスリーブ縦攪拌現像＞
従来の CLC 系の自社機に対して imagePRESS C7000VP
Fig.4 photogragh of tonersの現像システムの特徴は、以下の 5 点である（断面構成は Fig.7 に示す）。

-2-①

V トナーと T キャリアからなる二成分現像剤

テムを開発した。

②

ツインスリーブ現像（現像スリーブを 2 本使用）

③縦攪拌（攪拌搬送スクリューを垂直配置）④

現像剤容量大⑤ACR（Auto Carrier Refresh＝補給剤にキャリア主要構成と性能を従来機と比較して Fig.8 にまとめた。
Fig.8
CLC5100を入れ、現像容器内の現像剤量が一定以上に増加

Fuser method

Twin roller

した場合に容器内の現像剤を排出する構成）

NIP width
Release Agent
Surface
Rubberthickness
Productivity8mm
Silicone Oil
Silicone rubber
2.4mm

High capacity

Plain paper
Coated papersleeves

vertical stirrer
ACR50/30/22PPM＊
64〜256g/m2
150g〜256g/m2

imagePRESS C7000VP
1st Fuser
2nd Fuser
Roller &Twin roller
Belt
26mm
10mm
Wax
Wax
PFA tube
PFA tube
1.5mm
1.5mm
70PPM

70PPM

64〜
300g/m2
80〜300g/m2

151g〜
300g/m2
80〜
300g/m2

106〜164ｇ 30ppm/165〜256ｇ 22ppm＊

Fig.7 Section of development device

大きな特徴は、厚紙の定着速度を落とさないための上記①〜⑤は、何れも POD 市場で求められる『高画質・高安定』に対応すべく搭載された技術である。

軽圧ワイドニップである Roller & Belt の第一定着器である。軽圧ワイドニップ定着器は、コート紙で発生トナーの小粒径化によりミクロな画像領域のドッしやすかったブリスターという定着トナーの火ぶくト再現性（文字再現性）が向上し、低磁化キャリアにれ現象を抑えるため「高温で短時間の定着」から「中より、がさつきが軽減される。以上の現像剤を用い、高温である程度時間をかけた定着」へ設計思想を転換

現像スリーブを 2 本配置することにより面内均一性がしている。

向上し、結果として白抜けを含むエッジ強調が改善さ

Cleaner
Outer Heat Rollerれる。また、現像スリーブへの現像剤供給する現像室と現像後の現像剤を現像容器内に回収する攪拌室を別にすることで、現像剤の画像履歴を皆無にすることが可能となる。
Fuser Roller

一方 POD 市場で特に求められる安定性に対しては、ACR 機構を組み込むことにより現像剤の長期物性変動

Pressure Belt unitを抑制し、現像剤容量を大きくすることで短期的な色味変動を抑制している。
Fig.9 Section of Roller&Belt fuser

4.生産性（メデイア等速）、POD メデイア対応
4.1

新規定着システム＜デユアル定着システム＞

imagePRESS C7000VP の基本コンセプトである「メデイア等速」「グロスユニフォーミティ」を実現するた
め第一定着器、第二定着器から成るデユアル定着シス

第二定着器は、厚紙の定着性向上およびコート紙の「グロスコントロール」のために従来タイプのツインローラによる定着構成となっている。150g/m2以下の普通紙は第一定着のみで十分な定着性を実現しているため、第二定着を通過せずに別経路で下流側-3-へ搬送される。150g/m2 以上の普通紙は定着性を上げ

電子写真は「他の画像形成手段に比べて色材層が厚るために第二定着器にて更に定着される。また、コーく印字面の起伏が非常に大きい」という特徴がある。

ト紙は、「グロスコントロール」のために第二定着器

これは，紙表面を色材層（トナー層）が数μm オーダを用いる。

ーで厚く覆うためである。電子写真の用紙上の表面形従来の定着システムでは、Fig.11 の様に厚紙では、状は，非常に複雑な立体構造を持っていることが見て定着性を確保するために、生産性を落とさねばならなとれ，実際，用紙の種類，ハーフトーンスクリーン構かった。しかしながら、＜デユアル定着システム＞を造と，トナーの載り量に依存して複雑に変化していく。

採用し、搬送経路を用紙種類によって自動的に変える

実際の特性事例として、アートコート系の用紙を使ことで、64〜300g/m の全坪量領域において 70 枚/分い，画像濃度と光沢度（60 度法）の特性を Fig.12 に（A4 ヨコ）のプリント速度を維持する「メディア等示す。オフセット印刷では，コート紙上のインキ膜厚速」を実現した。

はサブミクロンであり，コート紙の表面性にならって，2インキ表面層も形成されており，また，インキ自体の次に imagePRESS C7000VP の基本コンセプトである光沢度とのマッチングもよく，どの濃度域においても「グロスユニフォーミティ」について説明する。

違和感のない光沢感が得られている。
2nd Fuser <Twin roller>

1st Fuser <Roller & Belt>

一方，従来の電子写真方式では，画像濃度の中濃度領域でトナーの付着しているところとコート紙が直接見えるところが混在し，トナーの立体構造の起伏がはげしいので，光がいたるところで散乱を起こし，光沢度は一度大きく低下している。
1009080

Gloss 60

70

Fig.10 <Dual Fuser System>

60

Offset50

EP40302010000.5

11.5

80

Optical Density

70

Fig.12 Gloss Profiles

2productivity (ｐｐｍ)

60
50
40
30

4.2.2

2010

新規対応技術

①トナーのアプローチ

050

100

150
200
paper weght (gsm)250300

トナーは大きくはバインダー樹脂と離型剤と色材から成り立つが，カラートナーとしては，熱/圧定着

imagePRESS C7000VP
conventionalシステムで，十分溶融して，各色のトナー同士が溶融して発色することが求められる。

Fig.11 Productivity comparison

新開発の V トナーは混練粉砕タイプであり、溶融特性とトナー溶融界面の特性を考慮し，樹脂と離型剤の4.2
4.2.1選択をおこなった。従来のトナーと比較すると、低温

グロス・ユニフォーミティ

度領域から樹脂の溶融粘度が低く、かつ、高温度領域

従来の電子写真のグロスの課題-4-

でも粘性低下が少ないという特徴を持っている。粘弾

光がいたるところで散乱し、光沢の均一性を損ねてい性の制御により、広い温度域での定着を可能としていた。しかしながら、imagePRESS C7000VP では、トナーる。この溶融特性が定着条件の自由度を広げ、グロス表面形状を、従来に対してより平滑にすることができコントロールを可能としている。

た。その結果、オフセット印刷と同様に、どの濃度域においても違和感のない光沢感を得るフラットグロHighスを実現している。
Viscosity

conventional toner
V‑tonerLow
LowTemperatureHigh

Fig.13 Toner Melting characteristics
conventional②定着器のアプローチ

imagePRESS C7000VP

Fig.15 Toner Profile (After fusing)

従来のカラー定着システムにおいては、定着部に離型剤を供給することで、定着部材とトナー間の離型性
Gloss 60°を十分に達成することができた。imagePRESS C7000VP
においては、前述のワックスを微細に分散した V トナーを採用することで、定着部材設計の自由度が高まった。
定着ローラの表層に PFA チューブを採用し、表層硬1009080706050403020100Offset

imagePRESSC7000VP

00.5

度を従来より固めにできたので，定着後のトナー形状

11.5

2

Optical densityを制御することが可能となった。

Fig.16 Gloss profiles

4.3

色再現性

光沢特性と，ベタの発色特性は相関がある。オフセット印刷の標準である JapanColor2001 との Lab 空間
Soft surfaceの ab 投影座標で色域比較を Fig.17 に示す。
比較対象：Japan Color 2001 type3 （コート紙）
メディア：コート紙（4CCArt170g 紙）
測定機：スペクトロリノ（GretagMachbeth 社）

D50
表記：ソリッド＝JapanColor

Hard surface

塗りつぶされている方が JapanColor2001 の色域で，フレームワークの方がコート紙（StoraEnzo 社 4CC

Fig.14 Schematic diagram of fusing nip area

Gloss）に合わせて光沢均一性を向上させた電子写真のFig.15 に定着後のトナー写真を示す。従来の用紙上のトナー表面形状は、立体構造の起伏がはげしいので，-5-色域である。

JapanColor2001のCyan,Magenta,Yellow の基本色の色相も合わせた上で，色域全体をカバーしている。従って，カラーマッチングに関しては，印刷業界で標準となっている ICC カラ
imagePRESS
C7000VP
弾性中間転写ベル
ト

100
100ープロファイルで対応することで，十分対応可能であconventional
従来の樹脂ベルト転Transfer efficiency（%）
写効率（%）

る。

9090

imagePRESS

coated paper
コート紙転写効
rough paper
凹凸紙転写効率率80
8070706060
70
70

75
7580
80

85
908590MD-1硬度（°）
hardness （°）

9595

100
100

Fig.19 Transfer efficiency vs. hardness

Fig.17 Color Gamut

Japan Color2001

JapanColor comparison（Lab value at L-a square）

Advanced Image Transfer Belt

conventional resin belt

Fig.20 comparison of image quality on paper4.4

弾性中間転写システム

弾性層をもつ中間転写ベルトシステム Fig.18 を採用し、トナー担持面を柔らかくすることで、紙の微細5

電子写真とオフセット印刷では，材料と画像形成プな凹凸に沿って転写できるようになった。これにより、表面が平滑なメデイアから凹凸のあるメデイアまでまとめロセスが異なるため，画像品質を同一にすることは困難であった。しかし、POD 市場向けプリントシステム：トナーの転写性を高めることができた。
Fig.19 に MD‑1 硬度と転写性の関係を示す。中間転写ベルトのトナー担持面側に柔らかいゴム層をもたせることで、従来の樹脂ベルトと比較し表面硬度を約15°下げた。これによりトナーの転写性が向上した(Fig.18,19,20)。表面硬度測定には、高分子計器株式

imagePRESS C7000VP において、従来の電子写真技術では達成困難だった技術的課題を服することを可能にした。
［参考文献］
1)

笹沼ほか：２００6 年（社）日本印刷学会
１7 回

会社マイクロゴム硬度計 MD‑1−C を使用した。

秋期研究発表会 A-07

タによる印刷画質の追及

Fig.18 intermediate elastic belt system-6-

第１電子写真プリン太田光弘

1993 年電気通信大学大学院電子物性工学専攻修了。同年キヤノン株式会社入社。複写機、プリンターの転写プロセス開発設計に従事。現在、映像事務機デバイス開発センターに所属。

冨澤岳志

1995 年慶応義塾大学大学院理工学研究科（物理学専攻）修士課程修了。同年キヤノン株式会社入社。複写機、プリンターの転写プロセス開発設計に従事。現在、映像事務機デバイス開発センターに所属。
日比野勝1990 年早稲田大学大学院理工学研究科

物理及び応用物理学専攻修了。同年キヤノン株式会社入社。複写機、プリンターの転写プロセス開発設計に従事。現在、映像事務機デバイス開発センターに所属。
板倉隆行

京都大学大学院工学研究科(化学工学専攻)を博士修了。博士（工学）。1998 年キヤノン株式会社に中途入社。トナーの開発に従事。現在、材料プロセス開発センターに所属。1993 年粉体工学会研究奨励賞を「粉体の接触電位差の測定に関する研究」で受賞。
中山雄二

1988 年早稲田大学理工学部応用物理学科卒業。
同年キヤノン株式会社入社。複写機、プリンターのプロセス開発設計に従事。現在、映像事務機デバイス開発センターに所属。

-7-禁無断転載
2007 年度
ビジネス機器関連技術調査報告書(発行Ⅲ―３部)

社団法人 ビジネス機械・情報システム産業協会
技術委員会 技術調査小委員会〒105‑0003

東京都港区西新橋 3‑25‑33
NP 御成門ビル 4F
電話 03‑5472‑1101
FAX

-8-

03‑5472‑2511